Descubren cómo puede formarse hielo extraterrestre denso en sólo mil millonésimas de segundo

Esta foto muestra una capa circular de agua contenida entre una placa de diamante recubierta de oro y una placa de cuarzo. La capa de agua se transforma en hielo VII después de haberle sido disparado un intenso láser verde. Crédito: cortesía de Arianna Gleason.

Investigadores de Stanford han conseguido por primera vez capturar la congelación del agua, molécula a molécula, en una extraña forma densa llamada hielo VII, que se encuentra de modo natural en ambientes de otros mundos, como cuando colisionan los cuerpos planetarios de hielo.

Además de ayudar a los científicos a comprender mejor esos mundos remotos, este descubrimiento podría revelar cómo el agua y otras sustancias sufren transiciones de líquido a sólido. Aprender a manipular esas transiciones podría abrir algún día la puerta a la creación de materiales con propiedades exóticas nuevas.


“Estos experimentos con agua son los primeros de su clase, permitiéndonos ser testigos de una transición fundamental de desorden a orden en una de las moléculas más abundantes en el Universo”, explica Arianna Gleason (Los Alamos National Laboratory).”Lo que nuestro estudio nuevo demuestra, y que no había sido realizado anteriormente, es la capacidad de ver la formación de la estructura del hielo en tiempo real”, comenta Wendy Mao (Stanford University).

Los científicos dirigieron primero un haz de luz láser intensa, de color verde, a un pequeño objetivo que contenía una muestra de agua líquida. El láser vaporizó instantáneamente capas de diamante en un lado del objetivo, generando una fuerza que comprimió el agua a presiones superiores a 50 000 veces la presión de la atmósfera de la Tierra a nivel del mar.

Cuando el agua fue comprimida, le fue lanzada una serie de pulsos brillantes de otro instrumento llamado láser de electrones libres de rayos X, con duraciones de sólo femtosegundos, es decir, mil billonésimas de segundo. Similar a los flashes de las cámaras, este láser de rayos X estroboscopio .
obtuvo una serie de imágenes que revelaron la progresión de los cambios moleculares, como en un folioscopio, mientras el agua presurizada cristalizaba en hielo VII. El cambio de fase duró tan sólo 6 mil millonésimas de segundo, o nanosegundos. Sorprendentemente, durante este proceso, las molésculas de agua se ligaron formando barras y no esferas, como se había predicho.https://observatori.uv